体积扩展施密特定律：单位斜率

我们研究了旋涡星系、矮星系和超弥散星系（UDGs）中空间分辨区域的体积密度扩展施密特（ES）定律（$\rho_{\rm SFR}$ $\propto$ $(\rho_{\rm gas}\rho_{\rm star}^{0.5})^{\alpha^{\rm VES}}$），并与体积 Kennicutt-Schmidt（KS）定律（$\rho_{\rm SFR}$ $\propto$ $\rho_{\rm gas}^{\alpha^{\rm VKS}}$）进行比较。我们首先使用 11 个旋涡星系的样本在单个星系中刻画这些恒星形成定律，发现中位斜率 $\alpha^{\rm VES}$=0.98 和 $\alpha^{\rm VKS}$=1.42，且星系间均方根涨落在体积 ES 定律下明显更小（0.18 对比 0.41）。通过将旋涡星系中的所有区域与额外 13 个矮星系和一个 UDG 中的区域合并为单一数据集，发现给定 x 轴处体积 ES 定律的均方根散度为 0.25 dex，也小于体积 KS 定律的（0.34 dex）。在 UDG 所提供的极低气体密度区间，体积 KS 定律失效，但体积 ES 定律仍然成立。另一方面，与面密度 ES 定律相比，体积 ES 定律的均方根散度反而略大，这与 ES 定律具有内禀斜率 $\alpha^{\rm VES} \equiv$1、但尺度高度的额外观测误差增加了体积密度不确定性的情景一致。ES 定律的单位斜率意味着恒星形成效率（=$\rho_{\rm SFR}$/$\rho_{\rm gas}$）受与 $\rho_{\rm star}^{0.5}$ 相关的量所调节。